特許 7590131 研磨装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】研磨装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/30 20120101AFI20241119BHJP

   B24B 37/32 20120101ALI20241119BHJP

   B24B 41/06 20120101ALI20241119BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20241119BHJP

【ＦＩ】

B24B37/30 D

B24B37/32 Z

B24B41/06 L

H01L21/304 621D

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2020129761

(22)【出願日】2020-07-30

(65)【公開番号】P2022026348

(43)【公開日】2022-02-10

【審査請求日】2023-06-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】100169960

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 貴光

(72)【発明者】

【氏名】永井 大智

【審査官】須中 栄治

(56)【参考文献】

【文献】特開平０４－２１７４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１２７０２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ３７／００－３７／３４

Ｂ２４Ｂ４１／０６

Ｈ０１Ｌ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

研磨ヘッドに保持されたワークをプラテン上の研磨パッドに押し当てて研磨する研磨装置であって、
前記研磨ヘッドの下端に設けられたチャックテーブルと、前記チャックテーブルの下面に収容されて前記ワークを保持面で保持可能なチャックと、を備えている保持機構と、
前記チャックテーブルに締結により圧着され、前記研磨ヘッドに入力される回転駆動力を前記チャックテーブルに伝達するベース部材と、
を備え、
前記チャックテーブル及び前記ベース部材は、前記チャックテーブルの線膨張係数と前記ベース部材の線膨張係数との差に起因して前記チャックの温度に応じて変化する前記保持面の平坦度が前記研磨装置の使用温度範囲に亘って略線形状に変化するような線膨張係数を示す材質から成り、
前記チャックテーブルは、アルミナ製であり、
前記ベース部材は、インバー合金製であり、
前記ベース部材の線膨張係数と前記チャックテーブルの線膨張係数との差は、２．２ｐｐｍ／℃以下に設定されていることを特徴とする研磨装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークを研磨する研磨装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体製造分野では、シリコンウェハ等（以下、「ワーク」という）を研磨して平坦化するＣＭＰ装置が知られている。

【0003】

特許文献１記載の研磨装置は、化学的機械的研磨、いわゆるＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）技術を適用した研磨装置である。このＣＭＰ装置は、研磨ヘッドに装着されたワークを研磨パッドに押圧してワークを研磨するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－１５９３８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、ワークの裏面が研磨ヘッドのチャックに保持され、ワークの表面を研磨パッドに押圧して研磨する裏面基準研磨では、ワークを保持するチャックの平坦度がワークに作用する圧力分布として転写され、研磨後のワークの形状に影響を及ぼすことが知られている。

【0006】

従来の研磨ヘッドでは、チャックの吸着面をラップ加工することによりチャックの平坦度が１μｍ以下に設定されている。しかしながら、このような平坦な吸着面でワークを保持し、同一の研磨条件で研磨を行った場合であってもワーク形状が安定しない、すなわち、高い再現性を得られない事象が発生するという問題があった。

【0007】

そこで、再現性良くワークを研磨するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者が鋭意研究を重ねた結果、従来の研磨装置において、チャックを収容するアルミナ製のチャックテーブルの線膨張係数とチャックテーブルに締結されて研磨ヘッドに入力される回転駆動力をチャックテーブルに伝達する金属製のベース部材の線膨張係数との差によって、研磨における温度変化に伴ってチャックに非線形応答性の歪みが生じることを発見した。

【0009】

また、本発明者は、チャックテーブルの線膨張係数とベース部材の線膨張係数との差を所定範囲内に設定することにより、チャックの平坦度が略線形状に変化することを見出した。

【0010】

上記目的を達成するために、本発明に係る研磨装置は、研磨ヘッドに保持されたワークをプラテン上の研磨パッドに押し当てて研磨する研磨装置であって、前記研磨ヘッドの下端に設けられたチャックテーブルと、前記チャックテーブルの下面に収容されて前記ワークを保持面で保持可能なチャックと、を備えている保持機構と、前記チャックテーブルに締結され、前記研磨ヘッドに入力される回転駆動力を前記チャックテーブルに伝達するベース部材と、を備え、前記チャックテーブル及び前記ベース部材は、前記チャックテーブルの線膨張係数と前記ベース部材の線膨張係数との差に起因して前記チャックの温度に応じて変化する前記保持面の平坦度が前記研磨装置の使用温度範囲に亘って略線形状に変化するような線膨張係数を示す材質から成る。

【0011】

この構成によれば、保持面の平坦度が研磨装置の使用温度範囲に亘って線形応答することにより、保持面の平坦度をチャックの温度制御によってコントロールし易いため、ワークを再現性良く平坦に研磨することができる。

【0012】

また、本発明に係る研磨装置は、前記チャックテーブルが、アルミナ製であり、前記ベース部材が、インバー合金製であることが好ましい。

【0013】

この構成によれば、ベース部材が低熱膨張合金のインバー合金から成ることにより、ベース部材とチャックテーブルとが、研磨装置の使用温度範囲に亘って略一様に膨張・収縮することにより、保持面の平坦度をチャックの温度制御によってコントロールし易いため、ワークを再現性良く研磨することができる。

【0014】

また、本発明に係る研磨装置は、前記ベース部材の線膨張係数と前記チャックテーブルの線膨張係数との差が、２．２ｐｐｍ／℃以下に設定されていることが好ましい。

【0015】

この構成によれば、保持面の平坦度がコントロールし易いため、高い再現性でワークを研磨することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明は、ワークを再現性良く平坦に研磨することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１の実施形態に係るＣＭＰ装置を模式的に示す斜視図。

【図2】研磨ヘッドの要部を模式的に示す縦断面図。

【図3】本発明の比較例に係るベース部材を適用したＣＭＰ装置における保持面の平坦度の温度依存を示すグラフ。

【図4】温度変化によって、保持面が変形する様子を示す模式図。

【図5】温度上昇に伴って、ベース部材及びチャックテーブルが膨張する様子を示す模式図。

【図6】本発明の実施例１、実施例２に係るＣＭＰ装置でワークをそれぞれ研磨した際のチャックの温度と保持面の平坦度との関係を示すグラフ。

【図7】比較例に係るＣＭＰ装置を用いてワークを研磨した際の研磨時温度毎のワークの仕上がり形状を示すグラフ。

【図8】実施例１に係るＣＭＰ装置を用いてワークを研磨した際の研磨時温度毎のワークの仕上がり形状を示すグラフ。

【図9】実施例２に係るＣＭＰ装置を用いてワークを研磨した際の研磨時温度毎のワークの仕上がり形状を示すグラフ。

【図10】比較例に係るＣＭＰ装置における保持面の平坦度の温度依存を示すグラフであって、保持面の平坦度の傾きを追記したグラフ。

【図11】中央が落ち込んだ研磨パッドに対応するように、保持面を中凸状に変形させた様子を示す模式図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下では、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。

【0019】

また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。

【0020】

また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、構成要素の断面構造を分かり易くするために、一部の構成要素のハッチングを省略することがある。

【0021】

図１は、本発明の一実施形態に係るＣＭＰ装置１を模式的に示す斜視図である。ＣＭＰ装置１は、ワークＷの一面を平坦に研磨するものである。ＣＭＰ装置１は、プラテン２と、研磨ヘッド１０と、を備えている。ワークＷは、例えば、シリコンウェハであるがこれに限定されるものではない。

【0022】

プラテン２は、円盤状に形成されており、プラテン２の下方に配置された回転軸３に連結されている。回転軸３がモータ４の駆動によって回転することにより、プラテン２は図１中の矢印Ｄ１の方向に回転する。プラテン２の上面には、研磨パッド５が貼付されており、研磨パッド５上に図示しないノズルから研磨剤と化学薬品との混合物であるＣＭＰスラリーが供給される。

【0023】

また、プラテン２には、循環式冷却装置６が接続されており、循環式冷却装置６から供給される温調されたチラー水がプラテン２内を通水することにより、研磨加工中にチラー水の温度や流量に応じてプラテン２の温度を調整することができる。

【0024】

研磨ヘッド１０は、プラテン２より小径に形成されており、研磨ヘッド１０の上方に配置された回転軸１０ａに連結されている。回転軸１０ａが図示しないモータの駆動によって回転することにより、研磨ヘッド１０は、図１中の矢印Ｄ２の方向に回転する。研磨ヘッド１０は、図示しないヘッド移動機構によって垂直方向及び水平方向に移動可能に構成されている。研磨ヘッド１０は、ワークＷを研磨する際に下降して研磨パッド５にワークＷを押圧する。

【0025】

ＣＭＰ装置１の動作は、図示しない制御装置によって制御される。制御装置は、ＣＭＰ装置１を構成する構成要素をそれぞれ制御するものである。制御装置は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ、メモリ等により構成される。なお、制御装置の機能は、ソフトウェアを用いて制御することにより実現されても良く、ハードウェアを用いて動作するものにより実現されても良い。

【0026】

次に、研磨ヘッド１０の構造について説明する。図２は、研磨ヘッド１０の要部を模式的に示す縦断面図である。

【0027】

研磨ヘッド１０は、回転軸１０ａに接続されたヘッド本体１１を備えている。ヘッド本体１１は、回転伝達部１２を介してベース部材１３に連結されており、ヘッド本体１１、回転伝達部１２及びベース部材１３は、回転軸１０ａと共に回転する。

【0028】

ベース部材１３の上方には、ボルトＢ１を介してＰＰＳ製のプレートホルダ１４が締結されている。これにより、研磨ヘッド１０に入力される回転駆動力が、ベース部材１３を介してプレートホルダ１４に伝達される。

【0029】

プレートホルダ１４とヘッド本体１１との間に、エアバッグ１５が介装されている。エアバッグ１５は、図示しない圧縮空気源からバキュームライン１５ａを介して供給されるエアによって膨張、収縮自在である。圧縮空気源から供給されるエアの圧力は、図示しないレギュレータによって調整される。エアバッグ１５は、供給されるエアの圧力に応じてプレートホルダ１４を加圧することで、ワークＷが研磨パッド５に押圧される研磨圧力を調整する。

【0030】

ベース部材１３の下方には、ポーラスチャック１６が設けられている。ポーラスチャック１６は、アルミナ製のチャックテーブル１７と、多孔質アルミナ製のチャック１８と、を備えている。

【0031】

チャックテーブル１７は、ボルトＢ２を介してベース部材１３に締結されている。これにより、研磨ヘッド１０に入力される回転駆動力が、ベース部材１３を介してポーラスチャック１６に伝達される。

【0032】

チャック１８は、チャックテーブル１７の下面に埋設されている。チャック１８は、ライン１８ａを介して図示しない真空源、冷却水源に接続されている。真空源を起動させることにより、ポーラスチャック１６の保持面１６ａにワークＷが吸着保持される。また、冷却水源から供給される冷却水は、室温と略等しく温調されており、研磨後にチャック１８を通水することでチャック１８を冷却する。

【0033】

このようにして、研磨ヘッド１０は、ワークＷの裏面がチャック１８に吸着保持された状態でワークＷの表面が研磨パッド５に押し当てられ、エアバッグ１５の膨張に伴ってワークＷに荷重が伝わることにより、ワークＷは、保持面１６ａの形状が転写されるように研磨される（裏面基準研磨）。保持面１６ａは、ラップ加工によって約１μｍ以下の平坦度に設定されており、このような裏面基準研磨では、チャックテーブル１７の保持面１６ａの平坦度がワークＷの仕上がり形状に影響する。

【0034】

また、ベース部材１３は、チャックテーブル１７を構成するアルミナの線膨張係数（７．２ｐｐｍ／℃）に近い線膨張係数を示す材質から成る。ベース部材１３は、例えば、アルミナの線膨張係数に近い値になるように調合された低熱膨張合金（インバー合金）である。

【0035】

なお、ベース部材１３の線膨張係数とチャックテーブル１７の線膨張係数とが近いとは、ＣＭＰ装置１の使用温度範囲（例えば、約１０～４０℃）に亘って、ベース部材１３とポーラスチャック１６とが、互いにボルトＢ２で締結された状態でそれぞれ膨張・収縮するところ、ベース部材１３の線膨張係数とチャックテーブル１７の線膨張係数との差に起因してチャック１９の温度変化に応じて変化する保持面１６ａの平坦度が、略線形状に変化する（線形応答する）ように、ベース部材１３の線膨張係数とチャックテーブル１７の線膨張係数とが設定されていることを意味する。なお、ＣＭＰ装置１の使用温度範囲は、ワークＷを押圧する圧力、研磨ヘッド１０の回転数、プラテン２の回転数、スラリー流量、チラー水の温度及び流量等に応じて変動する。

【実施例】

【0036】

次に、線膨張係数５．０ｐｐｍ／℃のインバー合金を用いたベース部材１３を適用したＣＭＰ装置１（実施例１）、線膨張係数７．０ｐｐｍ／℃のインバー合金を用いたベース部材１３を適用したＣＭＰ装置１（実施例２）又はＳＵＳ３１６製の従来のベース部材１３を適用したＣＭＰ装置１（比較例）について、使用温度範囲における保持面１６ａの平坦度の変化を比較した評価データについて説明する。

【0037】

［評価方法］
まず、比較例に係るＣＭＰ装置１の研磨ヘッド１０を外的要因により温度変化させた場合のチャック１８の温度と保持面１６ａの平坦度との関係を図３に示す。

【0038】

図３は、比較例に係るＣＭＰ装置１の研磨ヘッド１０における保持面１６ａの平坦度の温度依存を示すグラフである。図３のグラフは、縦軸に保持面１６ａの平坦度、横軸にチャック１８の温度を設定している。なお、平坦度が正とは、ポーラスチャック１６の中央が外周に比べて凸である中凸状態に対応し、平坦度が負とは、ポーラスチャック１６の中央が外周に比べて凹である中凹状態に対応する。保持面１６ａの平坦度の測定は、コーニング・トロペル社製のFlat Master 200XRA-Indstrialを用いて行った。また、チャック１８の温度測定は、安立計器株式会社製のデジタルサーモメータＨＡ－２０２Ｋを用いて行った。

【0039】

図３中の符号ａで示す範囲は、比較例に係るＣＭＰ装置１の研磨ヘッド１０が室温（約２２～２４℃）で待機している状態に相当するものであり、室温（約２２～２４℃）でチャック１８を温度変化させた場合の保持面１６ａの平坦度の変化を示す。この範囲内では、保持面１６ａの平坦度は、温度が上がるにつれて負になる（凹状になる）ように線形応答することが分かる。

【0040】

図３中の符号ｂで示す範囲は、研磨の摩擦熱に伴ってチャック１８が昇温している状態に相当するものであり、４０℃に設定したホットプレートでチャック１８を研磨時温度に見立てた約３７℃まで加温した場合の保持面１６ａの平坦度の変化を示す。また、図３中の符号ｃで示す範囲は、研磨後の研磨ヘッド１０に冷却水を通水して冷却している状態に相当するものであり、ホットプレートでの加熱後に室温放置して略室温まで冷却した場合の保持面１６ａの平坦度の変化を示す。符号ｂで示す範囲と符号ｃで示す範囲とは一致せず、保持面１６ａの平坦度は、線形応答から外れてヒステリシスに変化していることが分かる。また、加熱後に室温（２３℃）まで冷却された保持面１６ａの平坦度は、正（約５μｍ）で凸状に変形していることが分かる。

【0041】

また、図３中の符号ｄで示す範囲は、研磨ヘッド１０が輸送等の理由により室温以下の環境に置かれた状態に相当するものであり、１０℃のチラー水で研磨ヘッド１０を使用温度範囲の下限付近（約１１℃）まで冷却した場合の保持面１６ａの平坦度の変化を示す。また、図３中の符号ｅで示す範囲は、１０℃のチラー水で冷却後の研磨ヘッド１０を室温放置して略室温まで温めた場合の保持面１６ａの平坦度の変化を示す。符号ｄで示す範囲と符号ｅで示す範囲とは一致せず、保持面１６ａの平坦度は、線形応答から外れてヒステリシスに変化していることが分かる。また、冷却後に室温（２３℃）まで温められた保持面１６ａの平坦度は、負（約－４μｍ）で凹状に変形していることが分かる。

【0042】

このようにして、略室温で待機している保持面１６ａの平坦度と、研磨に伴う加熱や寒冷期の外気による冷却を経た後に略室温に達した保持面１６ａの平坦度とでは、大きく乖離することが分かる。さらに、保持面１６ａの平坦度がヒステリシスに変化することにより、保持面１６ａの平坦度の管理が非常に困難であった。

【0043】

さらに、ラップ加工後の保持面１６ａの平坦度が約１μｍであるのに対して、加熱、冷却を経た後に略室温に達した保持面１６ａの平坦度が約５μｍであることを考慮すると、ワークWを安定して研磨できず、ポーラスチャック１６の温度変化に伴う平坦度の変動を軽減させる必要があることが分かる。

【0044】

このようなポーラスチャック１６の温度依存は、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、ＳＵＳ３１６製のベース部材１３（線膨張係数：１６．０ｐｐｍ／℃）とアルミナ製のチャックテーブル１７（線膨張係数：７．２ｐｐｍ／℃）とでは、線膨張係数の違いによるバイメタル効果から、図４に示すように、加熱時にはベース部材１３が相対的に大きく膨張して、保持面１６ａが中凹状に変形し、冷却時にはベース部材１３が相対的に大きく収縮して、保持面１６ａが中凸状に変形すると推測される。

【0045】

また、ベース部材１３及びポーラスチャック１６が温まる場合には、図５（ａ）に示すように、チャックテーブル１７は、ベース部材１３にボルトＢ２で締結されており、図５（ｂ）に示すように、加熱膨張の初期では、ボルトＢ２による締結力と、ボルトＢ２とベース部材１３との接地面及びベース部材１３とチャックテーブル１７との接地面（図５（ｂ）中の破線部分）に作用する表面摩擦力とによって、ベース部材１３とチャックテーブル１７とが、温度が上がるにつれて一様に膨張するもの（線形応答する）と考えられる。

【0046】

しかしながら、図５（ｃ）に示すように、ボルトＢ２による締結力とベース部材１３及びチャックテーブル１７の表面摩擦で支えられないほどにベース部材１３が膨張すると、ベース部材１３が保持限界をむかえてチャックテーブル１７に対して横滑りすることで、ベース部材１３とチャックテーブル１７とが一様に膨張せず、保持面１６ａの平坦度は、温度が変化に対して飽和傾向になるものと考えられる。なお、ベース部材１３及びポーラスチャック１６が冷える場合にも同様の傾向にあると考えられる。

【0047】

なお、ボルトＢ２の締結トルクを増せば、線形応答する温度範囲を拡大することはできるが、チャックテーブル１７が図示しないヘリサートタップを介してボルトＢ２で締結されているため、所定のトルク以上で締結するとチャックテーブル１７が欠けたり割れる虞がある。

【0048】

次に、表１に示す研磨条件によって、実施例１、実施例２に係るＣＭＰ装置１でワークＷをそれぞれ研磨した際のチャック１８の温度と保持面１６ａの平坦度との関係を図６に示す。図６のグラフは、縦軸に保持面１６ａの平坦度、横軸にチャック１８の温度を設定している。なお、保持面１６ａの平坦度測定及びチャック１８の温度測定は、上述した比較例の場合と同様である。

【表1】

【0049】

図６によれば、図３と比べて、ポーラスチャック１６の温度変化に伴う平坦度の変動が小さいことが分かる。すなわち、使用温度範囲における保持面１６ａの平坦度の変化幅が、実施例１では、室温での平坦度（０μｍ）を中心に－４～４μｍであり、実施例２では、室温での平坦度（２．２μｍ）を中心に２～２．５μｍである。したがって、室温で待機状態の保持面１６ａの平坦度が、研磨に伴う加熱やチラーによる冷却を経た後の保持面１６ａの平坦度とで乖離せず、高い再現性でワークＷを安定して研磨できることが分かる。

【0050】

また、ベース部材１３がアルミナ製のチャックテーブル１７と近い線膨張係数を示す材質から成る場合には、保持面１６ａの平坦度が線形応答することから、保持面１６ａの平坦度をチャック１８の温度制御によってコントロールし易いことが分かる。

【0051】

次に、実施例１、実施例２又は比較例に係る各ＣＭＰ装置１を用いてワークＷを研磨した際の、研磨時温度（プラテン２に通水するチラー水温度の変更により調整した）毎のワークＷの仕上がり形状を図７～９に示す。

【0052】

図７～９のグラフは、縦軸にワークＷの仕上がり厚み、横軸に径方向座標を設定している。図７～９では、中心から径方向Ｒに７０ｍｍ離れた地点の仕上がり厚みを基準とし、各測定地点（Ｒ＝０ｍｍ、約１７ｍｍ、約３５ｍｍ、約５３ｍｍ）での仕上がり厚みを基準に対する相対的な高さとしてプロットすることで、研磨時温度毎のワークＷの仕上がり形状を表している。なお、ワークＷ上の測定地点は、同一の径方向座標で複数設定されており、仕上がり厚みは同心円上の複数の測定地点の平均値を指標した。

【0053】

なお、保持面１６aがワークＷの仕上がり形状に転写される裏面基準研磨では、保持面１６aが中央が凸の中凸状に変形している場合には、ワークＷの仕上がり形状は中央が凹の中凹状になり、保持面１６aが中央が凹の中凹状に変形している場合には、ワークＷの仕上がり形状は中央が凸の中凸状になる。すなわち、ワークＷの仕上がり形状と保持面１６aの形状とは、反転する。

【0054】

図７は、比較例に係るＣＭＰ装置１でワークＷを研磨した際の、研磨時温度毎のワークＷの仕上がり形状を示す。

【0055】

図７によれば、研磨時温度が室温（約２３℃）を下回る場合には、ワークＷの仕上がり形状は、中凸状であって、外周に向かって傾きが徐々に減少するような曲面状であり、研磨時温度が室温（約２３℃）を上回る場合には、ワークＷの仕上がり形状は、中凹状であって、外周に向かって傾きが徐々に増大するような曲面状であることが分かる。

【0056】

図８は、実施例１に係るＣＭＰ装置１でワークＷを研磨した際の、研磨時温度毎のワークＷの仕上がり厚みを示す。

【0057】

図８によれば、図７と比べると、研磨時温度が室温（約２３℃）を下回る場合には、ワークＷの仕上がり形状は、中凸状である点では一致するが、中央の高さは低くなり、ワークＷ全面が略平坦に形成されており、研磨時温度が室温（約２３℃）を上回る場合には、ワークＷの仕上がり形状は、中凹状である点では一致するが、中央の高さは高くなり、ワークＷ全面が略平坦に形成されていることが分かる。

【0058】

図９は、実施例２に係るＣＭＰ装置１でワークＷを研磨した際の、研磨時温度毎のワークＷの仕上がり厚みを示す。

【0059】

図９によれば、図７、８と比べて、研磨時温度に係わらず、ワークＷ全面が最も平坦に形成されていることが分かる。

【0060】

このように、チャックテーブル１７との線膨張係数の差が小さい材質でベース部材１３を構成することによって、厳密な研磨時温度の管理を行うことなく、ワークＷの仕上がり形状を簡便にフラットに形成することができる。

【0061】

このように保持面１６aの平坦度を簡便に管理するため、チャックテーブル１７を構成するアルミナの線膨張係数が７．２ｐｐｍ／℃の場合には、ベース部材１３の材質は、線膨張係数が５．０～９．４ｐｐｍ／℃を示すものが好ましい。以下、その理由を説明する。

【0062】

まず、ＳＵＳ３１６製のベース部材１３の線膨張係数とアルミナ製のポーラスチャック１６の線膨張係数との差は、約８．８ｐｐｍ／℃である。そして、図１０（図３に保持面１６ａの平坦度の傾きを追記したもの）に示すように、変化が大きい時の保持面１６ａの平坦度の傾き（図中の一点鎖線で示す部分）が、－１．８μｍ／℃であり、変化が小さい時の保持面１６ａの平坦度の傾き（図中の破線で示す部分）が、－０．４５μｍ／℃であるから、保持面１６ａの平坦度が最も変化した時の平坦度の傾きは、変化が小さい時の平坦度の傾きの４倍の数値である。したがって、ポーラスチャック１６との線膨張係数の差が２．２ｐｐｍ／℃（約８．８ｐｐｍ／℃を４で除した数値）以下になる材質でベース部材１３を構成することにより、保持面１６ａの平坦度は、使用温度範囲（例えば、約１０～４０℃）に亘って、温度変化に応じて線形応答すると考えられる。

【0063】

また、研磨の際にワークＷが研磨パッド５に押し込まれることにより、図１１に示すように、研磨パッド５が若干落ち込んでワークＷの仕上がり形状が中凹になる虞がある。その場合には、ベース部材１３をアルミナ製のチャックテーブル１７よりも低い線膨張係数の材質で構成することにより、温度が上がるにつれて保持面１６ａが中凸状に変形するため、研磨パッド５の落ち込みをキャンセルするようにワークＷを研磨することができる。

【0064】

また、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り、上記以外にも種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

【符号の説明】

【0065】

１ ：ＣＭＰ装置
２ ：プラテン
３ ：（プラテンの）回転軸
４ ：モータ
５ ：研磨パッド
６ ：循環式冷却装置
１０ ：研磨ヘッド
１０ａ ：（研磨ヘッドの）回転軸
１１ ：ヘッド本体
１２ ：回転伝達部
１３ ：ベース部材
１４ ：プレートホルダ
１５ ：エアバッグ
１６ ：ポーラスチャック（保持機構）
１６ａ ：保持面
１７ ：チャックテーブル
１８ ：チャック
Ｗ ：ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】